光控偶氮苯/环糊精准轮烷：从手性荧光开关到DNA熔解温度调控的创新分子机器

这篇研究开创性地构建了基于偶氮苯DNA嵌入剂(AzoDiGua)和α-环糊精(α-CD)的光响应准轮烷体系。通过主客体相互作用实现了多重功能集成：光控组装/解离、可逆手性转移、荧光开关特性，并创新性地开发出通过环糊精竞争结合调控DNA熔解温度(Tm)的分子策略，为动态DNA纳米技术提供了新型光控工具。

　　

光控偶氮苯/环糊精准轮烷的分子设计与功能实现

研究团队巧妙设计了一种基于α-环糊精(α-CD)和偶氮苯DNA嵌入剂(AzoDiGua)的动态准轮烷系统。该体系通过主客体相互作用，将光响应性、手性调控、荧光开关和DNA稳定性控制等多项功能集成于单一分子平台。

分子构建与结构表征

紫外滴定实验显示，trans-AzoDiGua的π-π*吸收带从359红移至365nm，证实其进入α-CD疏水空腔。等温滴定量热(ITC)测定结合常数K_D=5.7×10^-5M，显著优于β-CD体系。二维核磁(ROESY)明确显示AzoDiGua芳香质子与α-CD内腔质子(H3/H5)的相关峰，证实了不对称包结结构的形成。

多重功能集成机制

当AzoDiGua被α-CD包结时，产生显著的正科顿效应(365nm)，实现手性从环糊精到偶氮苯的传递。同时体系荧光强度增强6倍，源于空腔限制效应抑制了偶氮苯的光异构化弛豫。这种"双锁"特性使体系成为独特的多功能开关平台。

光控动态行为

在365nm紫外光照射下，trans-AzoDiGua异构化为cis构型，导致准轮烷解离，伴随手性信号消失和荧光淬灭。而435nm蓝光照射可逆恢复原始状态。这种光控循环可重复进行10次以上，展现出优异的可逆性和稳定性。

DNA熔解温度的精准调控

研究创新性地利用α-CD与DNA对AzoDiGua的竞争结合来调控双链稳定性。实验证明，在含6bp茎环的DNA发夹体系中，50μM AzoDiGua使熔解温度从16°C升至45°C，而添加过量α-CD(r=100)时，T_m回降至19°C。这种浓度依赖的调控为等温条件下操控DNA杂交提供了新思路。

应用前景与科学价值

该工作不仅揭示了主客体相互作用的多重调控机制，更开发出首个基于环糊精的DNA熔解温度调控策略。这种模块化设计可拓展应用于动态DNA纳米器件、光控基因调控系统和智能药物递送载体等领域，为生命科学和材料科学的交叉研究提供了新范式。